L-色氨酸是自然界中分布最廣泛的吲哚衍生物，也是人體必需氨基酸之一，可作為5-羥色胺、褪黑素和血清素等多種物質(zhì)的合成前體。L-色氨酸還是動物營養(yǎng)中的限制性氨基酸。因此，快速準(zhǔn)確定量L-色氨酸十分必要。然而，L-色氨酸在酸性環(huán)境中極易被分解，給飼料中L-色氨酸的定量測定造成極大的不便。開發(fā)一種可用于現(xiàn)場快速檢測飼料或動物體液中L-色氨酸的生物傳感器，將為動物營養(yǎng)領(lǐng)域L-色氨酸的測定提供便捷手段，也可應(yīng)用于食品、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

　　針對上述問題，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所印遇龍院士團隊利用前期篩選的L-色氨酸肽適體，采用硼氫化鈉還原法合成了表面修飾肽適體的膠體金溶液；使用TEM、FT-IR、XPS和Zeta電位以及粒度分析儀進行表征，從光譜學(xué)角度驗證了納米材料的合成及其對L-色氨酸的靈敏性。研究結(jié)果顯示，當(dāng)膠體金溶液中按比例加入L-色氨酸時，經(jīng)過10 s的震蕩混勻，溶液顏色由酒紅色變?yōu)樯钏{色，同時溶液最大吸收波長由535 nm遷移到600-620 nm。對過程條件進行優(yōu)化后，所研制生物傳感器在1-50 M和50-1000 M之間對梯度濃度的L-色氨酸表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系；研制的生物傳感器可排除血清中抗壞血酸、尿酸的干擾，且不受其他16種常見氨基酸的明顯干擾；在7天的穩(wěn)定性測試中，每天的溶液顏色并未發(fā)生明顯變化，在535 nm處的吸光度RSD值為4.82%；研制的生物傳感器在豬血清測試中回收率為99.2%-100.2%。綜上，該項研究設(shè)計了一種基于肽適體和金納米顆粒的快速、簡便、靈敏、高選擇性的比色型L-色氨酸生物傳感器，具備結(jié)構(gòu)和操作簡單、高靈敏度、良好選擇性等特點，可用于豬血清等樣品中L-色氨酸的快速檢測。

　　上述研究結(jié)果以Peptide aptamer-based colorimetric sensor for the detection of L-tryptophan in porcine serum為題發(fā)表在Top期刊Microchemical Journal上。該研究得到國家重點研發(fā)計劃（2021YFD2000800）、國家自然科學(xué)基金項目（31527803）、中國博士后科學(xué)基金（2022T150075，2022M720541）、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（CARS-35）等項目的支持。

　　論文鏈接

　　圖1 添加L-色氨酸(1 mM)前(A)后(B) PEP-Au的透射電鏡圖像，裸Au NPs、PEP-Au和添加L-色氨酸的PEP-Au的Zeta電位曲線(C)，以及PEP-Au的FTIR光譜(D)。

　　圖2 基于適配體的比色生物傳感器檢測L-色氨酸的機理圖。

圖3 （A）加入不同濃度的L-色氨酸（上圖）和隨后加入1.0 M KCl（下圖）后PEP-Au的溶液圖像。(B) L-色氨酸濃度與618納米波長吸光度之間的相關(guān)性。(C) 加入不同濃度的L-Trp溶液后，再加入1.0 M KCl，PEP-Au的紫外可見光吸收光譜